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醫院電子病歷:醫院存儲之憂與解決之道

電子病歷是個人終生的醫療和健康記錄,要求醫院建立與之相應的電子病歷系統并且能夠隨時隨地訪問該系統。這意味著:假設某個人10年前得過肝炎,在醫院看過病,那么今天他再來醫院看肝病的時候,醫生就可以立即調閱病人在10年前的病歷記錄,而不用等待半個小時或一個小時,甚至更長的時間。

醫院存儲之憂與解決之道

存儲之憂 一:容量

電子病歷包含的數據類型非常豐富,既有結構化的文本、自由文本,還有波形、圖像、視頻等。隨著技術的進步,現在醫院需要記錄的信息比過去要多得多,諸如超聲、手術等動態過程,由此帶來的數據增量巨大。

以北京某大型三甲醫院為例,每年靜態醫學影像的增量大約為10TB?20 TB,有放射類的需要20TB,如果把一些動態的影像都算上,每年的數據增量在數十TB。如果按保留10年計算,那就需要幾百TB??梢韵胂?,醫院對存儲容量的需求是多么巨大!

解決方案:可以從底層的存儲物理層擴大磁盤,同時從應用層想辦法,比如可以進行有損壓縮。例如,三年以上的影像數據,對于診斷已基本沒有價值,只是具有作為醫生臨床診斷比對的參考價值,或者是供教學使用。醫院可以對這類影像進行最高20倍的壓縮。

存儲之憂 二:數據生命周期管理

到目前為止,醫院數據的生命周期管理問題在實際應用中還沒有很好地解決,盡管前些年很多IT廠商就在講數據的生命周期管理。

首先,數據庫中的數據怎么辦?很多數據存放在數據庫,比如醫囑、化驗結果等,醫院每年OLTP數據庫的記錄數就達數千萬行。對數據庫管理構成的最大挑戰不是容量,而是大數據量后的性能。這也是具有中國特色的一個問題,國外很少提及,因為中國的醫院規模太大,病人太多。對于電子病歷而言,其數據長期存放于數據庫,肯定不行;而是要將數據取出來,電子病歷的數據如何歸檔?這一問題在存儲管理層無法解決,只能從應用層解決。

其次,文件型數據如何遷移?影像就是典型的文件型數據。一般而言,近3個月之內的數據使用較頻繁,3個月以前的數據就使用得比較少了。我們經常要把一些不常用的數據從昂貴的陣列里遷移到廉價的陣列里,從而提高存儲投資的應用成效。而要將大量的原始數據向壓縮數據遷移,其實現方式仍未可知。

即使數據遷移之后,又如何讓訪問透明化?讓用戶感覺不到存儲介質和路徑的變化?這些問題目前還沒有很好地解決。這既有存儲廠商的技術問題,也有應用系統廠商的問題,需要IT業界從不同層面加以解決。

解決方案:應用層要特別針對醫療業務系統設計歷史數據管理功能,解決數據庫數據的卸出和文件型數據的遷移,也可以通過存儲管理系統軟件實現文件型數據的透明遷移。

存儲之憂 三:性能

首先是文件系統的性能。比如PACS系統,大量的數據不斷進入系統中,接入設備增多就造成系統的響應速度越來越慢。“慢”的根源在哪里呢?并不一定在于服務器,而可能在于存儲。大容量數據的并發與實時讀寫會導致磁盤陣列出現瓶頸。

磁盤陣列瓶頸怎么解決?一般可以用多重陣列并行分擔,把數據分到不同的陣列。這就對應用層的存儲配置能力提出了很高的要求,應用系統需支持同時把數據寫到不同的陣列上。

其次是數據庫的性能問題,數據庫真正的瓶頸往往是在磁盤,數據庫對磁盤容量的要求相對較小,但對速度的要求較高。對于這一問題,我們是否可以依托于固態盤這一新興的存儲介質來解決?但固態盤在壽命上是否有問題?這些問題都有待進一步驗證觀察。

解決方案:可從存儲物理層和應用層這兩個層面來解決。

存儲之憂 四:備份與恢復(可靠性)

以往,在服務器比較少的時候,備份和恢復是比較容易的,而且還能做到實時備份,能把服務器當時產生的變化實時地記錄下來?,F在的問題是,臨床信息系統越來越細分、越來越專業,服務器數量越來越多。醫院的機房里一般有幾十個系統、七八十臺服務器,這么多的服務器還能不能都各自建立一個備份系統?這件事情非常難。

在備份方面,醫院還面臨著如下挑戰:怎么做備份?一旦出了問題能否恢復到任何一個時間點?如何對備份進行管理?幾十臺服務器總不能逐一去備份,能不能做集中備份?備份的介質又怎么管理?這些都是令我們苦惱的問題。

我們不希望把所有雞蛋放在一個籃子里,數據到底是統一存儲,還是分散存儲?存儲的容量越來越大,一旦出了問題,數據恢復的時間如何保證?我們知道,一個幾十TB的磁盤崩潰了,不是短時間內能恢復的。還有備份方案的選擇,是用磁盤備份還是磁帶?過去我們用磁帶庫模擬磁盤,現在用磁盤陣列模擬磁帶。我個人以為磁帶仍然還是很有用、很可靠的。

解決方案:從存儲管理層尋求解決路徑。

存儲之憂 五:能耗

磁盤陣列的散熱已成為機房管理的重點。磁盤陣列越來越多,一個陣列一個柜子,夏天一到,機房熱得不行,對空調系統構成巨大壓力。如何減少能耗?磁盤在不用的時候能否休眠,一旦有數據訪問請求的時候再啟動?但磁盤響應的速度稍微慢一點。還有一種辦法是增大單盤容量,減少磁盤數量。

解決方案:著重優化存儲物理層。

存儲之憂 六:長期持久性

第一,隨著存儲容量的線性增長,采用什么樣的存儲技術來支撐線性增長?

第二,磁盤陣列要不斷更新,由此帶來了數據移動的問題。以PACS系統為例,以前是1TB一個卷,現在是10TB一個卷,要把原來存放在不同卷上的數據合并到一個卷上,原來的數據位置就要移動,移動后應用系統就訪問不到了。

第三,隨著電子病歷的不斷發展,數據的格式也在改變,怎么樣保證存儲系統的兼容性?這不是一個物理的問題,是應用層面的問題。

解決方案:存儲物理層:擴展技術;應用層:數據管理。

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